架空輸電線路的鳥害故障對策措施研究

吳越洲

（蘇州市供電公司吳江供電分公司）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量要求越來越高，對電力設(shè)備也有更高層次上的需求。在我國北方地區(qū)由于自然環(huán)境因素影響嚴(yán)重導(dǎo)致一些鳥獸災(zāi)害頻發(fā)。而這些事件都是因?yàn)樽匀辉蛟斐渗B類以及其他動(dòng)物死亡引起的，同時(shí)對于輸電線路工程而言也同樣會(huì)帶來一定程度上損失和安全隱患，例如，架空輸電線桿塔、電纜線架設(shè)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題或是安裝不當(dāng)?shù)惹闆r。

1 架空輸電線路鳥害故障機(jī)理

在我國的架空輸電線路上，鳥害事故發(fā)生次數(shù)越來越多，而且發(fā)生率也非常高。根據(jù)目前相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，由于鳥類的活動(dòng)而導(dǎo)致桿塔故障占到整個(gè)高壓線故障總數(shù)比例近60%。所以要對鳥類進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與監(jiān)測來預(yù)防鳥類災(zāi)害造成傷害等行為，另外在輸電線桿塔處產(chǎn)生過電壓、絕緣子串以及導(dǎo)線上的絕緣擊穿或者裸露等，這些都是會(huì)引起線路事故發(fā)生概率增加以及經(jīng)濟(jì)損失不斷增大的因素。架空輸電線路鳥害的發(fā)生是由多種因素造成，如溫度、濕度等。但是由于自然環(huán)境具有復(fù)雜性以及不確定性而導(dǎo)致鳥類對桿塔上環(huán)境條件有著不同程度影響，另外由于天氣或者人類活動(dòng)而引起桿塔受到傷害時(shí)也會(huì)使鳥類遭受損傷或破壞行為，致使鳥生病害事故發(fā)生概率加大，高壓線路的鳥害防護(hù)工作量又增加了輸電線路運(yùn)行維護(hù)成本。

2 架空輸電線路的鳥害故障分析

在電力系統(tǒng)中，鳥害產(chǎn)生的故障原因繁多，所以對于鳥類所帶來的危害情況有一定程度的不同。由于輸電線路桿塔故障、絕緣子和金屬構(gòu)件損壞等原因造成一些類型多樣且容易引起其他鳥情災(zāi)害。根據(jù)對各種因素分析可知，其中包括雷擊放電現(xiàn)象以及雷電過電壓情況，其次是在接地系統(tǒng)中可能發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象而產(chǎn)生的感應(yīng)電流，也就是雷電流通過導(dǎo)線時(shí)就會(huì)有相對應(yīng)的電場。在鳥類的侵襲下，架空輸電線路上鳥對其造成的污染是非常嚴(yán)重且危害也特別大，如果不采取有效防控措施，會(huì)給人們帶來難以預(yù)計(jì)的后果。由于雷電放電產(chǎn)生大量電流，雷擊過電壓又可以被稱為直閃性或感應(yīng)雷雨，即雷電擊中導(dǎo)體間層附近帶了電荷而引起事故，在靜電感應(yīng)、電磁輻射和熱效應(yīng)等作用下，線路的絕緣強(qiáng)度下降導(dǎo)致其變形或者損壞設(shè)備造成事故發(fā)生時(shí)也屬于一種類型。在我國的電力系統(tǒng)中輸電線路鳥害事故時(shí)有發(fā)生，而其中鳥類所引起的鳥刺又是主要原因之一。當(dāng)架空導(dǎo)線桿塔上安裝有高電壓避雷線時(shí)或者是高壓接地體埋入地中后產(chǎn)生過電壓影響其絕緣水平，同時(shí)由于雷電擊中母線上帶電導(dǎo)體導(dǎo)致線路側(cè)繞組與引下線間發(fā)生放電，引發(fā)鳥類對輸電線的傷害和鳥刺燒傷等。

3 架空輸電線路鳥害及其對導(dǎo)線的影響

架空輸電線路在運(yùn)行中容易發(fā)生鳥害，主要是由于鳥類的活動(dòng)造成桿塔變形、扭曲和懸掛點(diǎn)偏斜等。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，鳥類有兩種不同程度的活動(dòng)。其中包括跨越障礙、穿越障礙以及越過阻礙物兩種類型，而沿著通道方向侵入到導(dǎo)線時(shí)會(huì)導(dǎo)致過電壓升高或者擊穿導(dǎo)線后產(chǎn)生刺線現(xiàn)象，輸電線路事故發(fā)生較多一種鳥害事件發(fā)生在架空絕緣子上造成桿塔變形和扭曲，主要是因?yàn)闂U塔結(jié)構(gòu)復(fù)雜且質(zhì)量大。桿塔、導(dǎo)線和電纜等絕緣子由于長期暴露于空氣中，如果不加以防護(hù)，導(dǎo)致鳥類長時(shí)間裸露在空中或者土壤中會(huì)對其造成一定程度損害，另外有可能是樹枝折斷或被昆蟲咬傷輸電線路桿塔處形成鳥害現(xiàn)象，還有可能是因?yàn)闃淠镜睦匣咕€路接地裝置發(fā)生腐蝕作用從而引發(fā)過電壓等。而對于鳥類來說，由于其自身繁殖能力比較強(qiáng)以及對外界環(huán)境適應(yīng)不快使得它們很難進(jìn)行活動(dòng)。所以如果沒有妥善處理這些問題就很容易導(dǎo)線故障甚至是跳閘事故，其次由于樹枝等粒子會(huì)與空氣形成氧化鐵和氧分子等物質(zhì)，從而引起鳥獸的死亡或者使桿塔出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象進(jìn)而影響到線路安全運(yùn)行。

4 架空輸電線路的閃絡(luò)故障

架空輸電線路的鳥糞會(huì)造成閃絡(luò)故障主要是在桿塔產(chǎn)生電力系統(tǒng)故障，造成桿塔發(fā)生閃絡(luò)；因?yàn)榻^緣子擊穿或污穢等情況而引起放電、老化以及機(jī)械性損傷導(dǎo)致跳閘。鳥籠和樹枝一起纏繞到導(dǎo)線上形成一個(gè)小方塊，當(dāng)輸電線路中出現(xiàn)鳥糞時(shí)就會(huì)在桿塔的表面劃開路徑從而產(chǎn)生刺點(diǎn)。其中在架空絕緣子上含有大量粉塵顆粒物，由于空氣濕度較大時(shí)使其產(chǎn)生云霧或者飄浮現(xiàn)象從而對導(dǎo)線的擊穿以及刮擦造成鳥糞污染，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致空氣對流與風(fēng)切變形跳脫線架而引起閃絡(luò)故障以及桿塔端部過負(fù)荷損壞這些都會(huì)影響輸電線路運(yùn)行安全系數(shù)。輸電線路在正常運(yùn)行狀態(tài)下，電壓等級在110kV及以上，會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)。因?yàn)榧芸针娏€路自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作環(huán)境等因素造成高壓輸電線桿塔、電纜線以及絕緣子產(chǎn)生鳥害。而導(dǎo)致這種現(xiàn)象主要是由于雷擊跳閘時(shí)沒有及時(shí)對其進(jìn)行防護(hù)或者操作不當(dāng)使雷電流沿導(dǎo)線向周圍空間傳播，還有是由于天氣的影響使得避讓距離不夠遠(yuǎn)，從而引發(fā)閃絡(luò)故障。

5 架空輸電線路的鳥害故障對策措施

5.1 采用超聲驅(qū)鳥技術(shù)

在預(yù)防鳥害的過程中，超聲驅(qū)鳥主要是通過對其自身振動(dòng)頻率和距離進(jìn)行控制來減少這種現(xiàn)象。因?yàn)槌曭?qū)鳥類技術(shù)較為簡單且成本低、效果也十分明顯等特點(diǎn)被很多科研人員運(yùn)用作為研究防震措施之一，但是對于自然界來說在不同條件下都具有一定差異性的聲波傳播時(shí)，就需要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的方法加以防范以應(yīng)對鳥害事故發(fā)生。在空氣中產(chǎn)生反射波和散射波，由于聲音會(huì)發(fā)生振動(dòng)而被發(fā)出。當(dāng)遇到鳥兒時(shí)產(chǎn)生這種現(xiàn)象是因?yàn)槁暡ň哂休^高能量使周圍介質(zhì)受到巨大壓力作用，如果將聲音傳遞到空氣中時(shí)就使得聲場強(qiáng)度變大，進(jìn)而引起粒子數(shù)增多從而形成新的自由表面。超聲驅(qū)鳥技術(shù)是指利用聲波的傳播原理，對鳥類進(jìn)行驅(qū)趕或抑制其活動(dòng)，以達(dá)到減少鳥群數(shù)量、降低輸電線路桿塔雷擊率目的。在實(shí)際運(yùn)用中主要有兩種方式：一是通過人工調(diào)節(jié)裝置來實(shí)現(xiàn)。二是借助機(jī)械設(shè)備和相應(yīng)的傳感器來感知并探測聲音信號變化情況，從而采取措施避免鳥類造成事故隱患發(fā)生。

5.2 加強(qiáng)架空輸電線路安全防護(hù)

架空輸電線路的防護(hù)主要就是對桿塔、基礎(chǔ)以及接地裝置進(jìn)行保護(hù)。在實(shí)際的工作中，不僅要注重對于高壓導(dǎo)線和地面之間以及地線等容易出現(xiàn)相間短路或者斷開事故，還需要注意對于避雷針這類防鳥刺問題采取積極措施。首先是加強(qiáng)對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境安全系數(shù)高、易于被發(fā)現(xiàn)且不易受破壞的自然環(huán)境進(jìn)行分析調(diào)查，其次是通過一些技術(shù)手段來保證線路運(yùn)行時(shí)不會(huì)受到雷電襲擊而造成跳閘現(xiàn)象發(fā)生。在電力線路上安裝絕緣、避雷器等設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格遵守國家的相關(guān)規(guī)定，避免由于人為原因造成事故。首先是防鳥擊和桿塔碰傷，其次是防止鳥類對輸電導(dǎo)線產(chǎn)生撞擊而導(dǎo)致跳閘或者其他鳥引起交通事故等問題發(fā)生，防止跨越架空線引發(fā)的過電壓以及由于雷電擊中樹木落絡(luò)造成事故等危害現(xiàn)象出現(xiàn)。在高壓電力線路中安裝避雷器時(shí)需要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。架空輸電線路鳥害的發(fā)生，主要是由于在高壓電場中，雷電過電壓、雷擊導(dǎo)線以及鳥類等都會(huì)對桿塔造成破壞。所以加強(qiáng)電力設(shè)備防護(hù)措施非常重要，要嚴(yán)格檢查電線絕緣設(shè)施是否完好無損，對于鐵塔上裸露的金屬線纜進(jìn)行一定程度涂刷處理以防止其銹蝕影響到輸電線路安全運(yùn)行。

5.3 加強(qiáng)輸電線路的防鳥擊技術(shù)

輸電線路的防鳥擊技術(shù)主要是通過對桿塔、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等設(shè)備進(jìn)行有效利用，在雷雨天氣中，鳥類會(huì)侵入到桿塔上造成鳥刺傷事故發(fā)生。因此要加強(qiáng)對架空避障線和電纜溝以及通信設(shè)施等使用管理。對于這些防護(hù)措施可以采用設(shè)置避讓通道或者隔離護(hù)罩，從絕緣子表面直接敷設(shè)保護(hù)套管來實(shí)現(xiàn)防鳥擊技術(shù)，同時(shí)在輸電線路架設(shè)絕緣子。在高壓電網(wǎng)發(fā)生桿塔故障時(shí)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且采取有效措施進(jìn)行排除。提高線路工作人員及檢修人員對鳥類保護(hù)裝置和相關(guān)知識學(xué)習(xí)程度。定期培訓(xùn)員工維護(hù)水平是必要且有成效的一項(xiàng)工作，同時(shí)也能讓作業(yè)人員掌握保護(hù)設(shè)備原理與作用等方面內(nèi)容，還要加強(qiáng)對施工人員操作規(guī)范性、專業(yè)技能以及安全防范意識的培養(yǎng)教育力度，從而減少鳥害事故發(fā)生概率。首先，要加大科研力度研制出具有高可靠性的鳥害監(jiān)測報(bào)警裝置。通過對鳥類在輸電線路上裝設(shè)的各種傳感器、探測器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警。第二是加強(qiáng)與相關(guān)單位之間合作交流協(xié)作，建設(shè)智能化設(shè)備來減少桿塔鳥身災(zāi)害事故發(fā)生概率。第三是對故障地區(qū)人民群眾提供安全防護(hù)裝備以及對保護(hù)線路工作人員人身財(cái)產(chǎn)安全等方面提供保障，讓人們能夠更加安心地工作并放心地為電力系統(tǒng)服務(wù)。

6 結(jié)束語

鳥害的發(fā)生具有不可預(yù)知性，不能夠及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，但是可以采取一定措施進(jìn)行預(yù)防。首先要加強(qiáng)重視度。在日常工作中要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范輸電線路桿塔、避雷線等設(shè)備設(shè)施以及安裝人員行為，其次需要完善防鳥類天敵系統(tǒng)和監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)，最后通過對鳥撞、刺傷鳥類的防護(hù)技術(shù)來減少鳥害事件發(fā)生概率，為電網(wǎng)調(diào)度安全提供重要保障，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。